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1.1截面尺寸的確定降低溜管的磨損可以降低物料的流速,從而提高溜管本身的耐磨性,因此截面是控制溜管性能的一個重要參數。毛廣卿[3]推導了不同截面(圓形、方形與角狀)溜管在不同充滿系數時阻力系數計算;李溜管的改造及工藝設計改進*何仁財,吳兆勝,陳裕林,江濤(江西省農業機械研究所,南昌330044)摘要:在輸送過程中物料與溜管摩擦,使溜管磨損,要頻繁維修甚至更換。研究設計緩沖結構使物料在輸送中與溜管底面緩慢流動,底面形成保護層,減少物料與溜管底部流動次數和磨損。關鍵詞:溜管;磨損頻率;緩沖結構中圖分類號:TS210.3文獻標志碼:B文章編號:1007-6395(2015)01-0059-02彬[4]闡述了方形溜管內部襯耐磨板的結構與制作方法,這種方法相對價格和要求高。本文以充滿系數、截面積和物料流速等條件為出發點,設計一套可緩沖、底部流速低及摩擦力相對穩定的方形溜管,達到減緩溜管磨損的目的。使用的提升機設計產量為Q=60t/h,產量公式:Q=ρVA,得ρVA=60t/h。式中:ρ———玉米密度,750kg/m3;V———提升機的速度,取值1.6m/s;A———溜管的截面積,m2。將上面數據代入公式得到方形溜管邊長為118mm。根據設計經驗及充滿系數,產量60t/h的方形溜管邊長為250mm可滿足生產工藝要求。考慮充滿系數及方形溜管的摩擦力系數,得到方形充滿系數為0.45,對應的阻力系數為1.39。采用改進工藝增大截面積,即方形溜管邊長為260mm。
1.2滯留結構設計溜管中物料是沿著溜管底部流動,根據流體力學和摩擦知識,在運動過程中底部物料速度越來越快,加劇溜管磨損。因而如何降低速度又不集料是設計的重點。首先考慮溜管底部物料減速,影響減速的因素有物料下滑中加阻礙物改變流向或截面積加大。由于采用的溜管截面是方形,工藝安裝采用法蘭聯接,因此采用底部阻礙物料,使得物料滯留時間長又不集料。這種結構類似“Z”型斜漏溜,其結構如圖1所示。
2設計驗算分析
溜管底部采用“Z”型泄漏溜結構,物料流動過程中,溜管底部的物料間斷受到擋板換向,速度減緩,且在擋板下口留有下料口,其流口截面占據截面的5/26。流動中按流量公式進行計算可知當進入物料與出料不一致時,物料會滯留在溜管底部,越集越多,最后形成保護層。
設計思路分析設計時充滿系數為0.45,玉米進入溜管的速度1.6m/s,物料連續下落,部分落在擋板上而改變速度大小和方向,溜管中的物料形成紊流。在第一擋板減速之后通過小出料口進入下一步減速緩沖,如圖2所示。進料速度大于小出料口速度,物料在兩擋板之間越集越多,加上擋板高度為40mm,在物料下落時,會擋住部分物料,而進料和出料量相等,物料進出達到平衡時,物料在擋板之間已形成保護層。溜管底部物料流動速度平穩,此時溜管磨損相對較小,其流動截面如圖3所示。
3結論
麻賽爾纖維:清花工序FA002D型抓包機A006B型自動混棉機A036C型梳針開棉機A092型雙棉箱給棉機FA141型成卷機梳棉工序FA231A型梳棉機生條(1)棉纖維:開清棉工序FA002型抓棉機A006B型自動混棉機A036B型豪豬開棉機A036C型梳針開棉機A092型雙棉箱給棉機FA141型成卷機A186D型梳棉機FA302型并條機(棉預并條機)FA331型條卷機FA251型精梳機精梳條(2)(1)(2)]FA302型并條機(三道)FA423A型粗紗機FA507型細紗機日本村田No.7-7型絡筒機成包
2紡紗主要工藝參數的設計及關鍵技術措施
2.1清花工序主要工藝特點及技術措施(麻賽爾纖維)麻賽爾纖維之間的抱合力小,在開清棉工序的加工過程中靜電現象突出,卷子的縱向和橫向重量不勻率較大,有一些破邊和爛洞,退卷時黏附現象比較嚴重,直接影響生條重量不勻率和條干均勻度,為解決這個困難,要嚴格控制開清棉車間的溫濕度,減少靜電的不良影響。清花工序要適當增加棉卷輥的壓力,采用粗紗防粘連裝置,一般使用4-6根同品種的麻賽爾纖維粗紗,把棉層清晰地隔開,防止卷子的粘連,有利于成卷,并減少粘卷的發生;棉卷存量適中,先做先用,提高梳棉可紡性。清花工序采用短流程,以開松、梳理作用為主,適當選擇清花打手的打擊點數量,一般掌握打擊點的數量不要超過3-4個,合理降低各主要打手的打擊速度,以偏低控制為原則;打手與塵棒之間的隔距要偏大掌握,避免因打擊和開松過度而造成纖維損傷,實行輕打的措施,以防止損傷纖維,以避免增加短絨的增加,以及形成絲束棉結的幾率。其主要工藝參數見表2。
2.2梳棉工序主要工藝特點及技術措施(麻賽爾纖維)梳棉工序是生產麻賽爾纖維混紡紗的關鍵工序,主要解決纖維分梳和轉移問題,以及提高棉網質量,防止纖維損傷,減少棉結的產生。給棉板適當抬高,降低錫林道夫和刺輥的速度,適當加大錫林和刺輥的速比,各部件的隔距適當偏大掌握,使纖維能夠緩和分梳,順利轉移,減少損傷,降低短絨和棉結的產生,提高梳理質量,保證棉網均勻。車間溫濕度要按要求控制,為防止棉網漂浮和破邊等情況發生,可以適當降低各部車速,并對各機臺工藝參數進行優選。在梳棉工序加工過程中,通過加裝導棉器裝置,適當控制道夫的纖維轉移率,采用定量偏大的生條,適當控制各梳理機件的速度,合理掌握各梳理機件的隔距,對減少棉網張力,防止棉網下墜,減少纖維損傷,并順利成條十分有利。其主要工藝參數見表3。采取以上新工藝后,紡出的麻賽爾纖維生條薩氏條干均勻度為15.10%,Uster條干均勻度為3.42%,棉結為2.02粒/g,生條質量明顯得以改善;而采用舊工藝加工出的生條,其薩氏條干均勻度為15.39~16.52%,Uster條干均勻度為3.59~3.76%,棉結為2.50~3.15粒/g。
2.3并條工序主要工藝特點及關鍵技術(麻賽爾/細旦滌綸/棉纖維)針對纖維長,表面光滑,容易產生靜電的特點,要合理配置牽伸,既要保證熟條中纖維的伸直平行,又要提高熟條的條干均勻度,保持通道光潔,選用口徑適當大的喇叭口,采用適當的膠輥,減少生產的三饒和堵塞現象。并條速度偏慢配置,喇叭口偏緊控制,提高條子的抱合力。滿筒長度由2km改為1.65km,減輕條子與上圈條器表面的摩擦。并條機加壓量適當加重,羅拉隔距偏大控制,確保握持力大于牽伸力,使纖維在牽伸過程中穩定運動,有助于改善熟條的條干水平;注意保持通道光滑,選擇合理的牽伸倍數,定量不宜太大,以防止堵塞喇叭口而影響條干。其主要工藝參數見表4。
2.4粗紗工序主要工藝特點及關鍵技術(麻賽爾/細旦滌綸/棉纖維)粗紗工序要注意溫濕度的控制,捻系數要適中,既要防止過大導致細紗產生硬頭,又要防止過小使細紗退繞時產生意外伸長,同時還要防止纏繞羅拉和膠輥而影響粗紗質量,減少紗疵的產生。采用涂料膠輥,增加對纖維的握持,增加導電性能,對喇叭口、集棉器和錠翼等通道定期清潔,防止因油劑積聚造成對紗條的破壞。實際生產過程中要抓好操作工作,嚴格按照操作法,并嚴防開關車造成的細節,調整好張力,保證生活正常進行。其主要工藝參數見表5。
2.5細紗工序主要工藝特點及關鍵技術(麻賽爾/細旦滌綸/棉纖維)在工藝方面采取小的主區牽伸隔距、大的后區牽伸隔距和小的后區牽伸倍數。上車前要逐只校正搖架位置和壓力,適當增加壓力,加強對纖維的握持,選用中硬度的膠輥,既要加強對纖維的控制,又要防止纖維纏繞膠輥增加斷頭而造成紗疵。細紗工序在不影響斷頭的情況下,鋼絲圈偏重掌握,以減少紗線氣圈與隔紗板的碰擊,減少成紗毛羽;選用優質的紡專器材,選擇設備狀態較好的機臺,并確定工藝上車合格率,保證紗線通道光潔和無毛刺掛花,對有溝槽的部件要及時更換和調整,以保證產品質量。其工藝參數分別見表6所示。
3成紗質量的情況
通過采用合理的工藝參數和有效的技術措施,產品的質量明顯得以改善。試驗結果顯示:麻賽爾纖維、細旦滌綸纖維和棉纖維三組分混紡紗的各項質量較穩定,見表7所示。
4結束語
1.1基于B/S模式的三層分布式體系結構根據上述CAPP系統功能需求分析以及CAPP系統基本功能的劃分,開發了基于B/S模式的三層分布式CAPP系統,體系結構如圖3所示,B/S模式的體系結構適合企業地域分散、使用人員多,而且管理方便,靈活性強,用戶只需通過瀏覽器WebBrowser便可進行各種信息處理,而不需要安裝專用的客戶端,減少了維護費用。三層分別為數據層和數據連接層、核心層和應用層。數據層儲存系統所有數據,數據連接層是整個系統運行的基礎,實現對數據庫層的訪問和管理,所有對數據庫層數據的訪問都必須通過該層來實現;核心層接受客戶端的請求并執行服務器端的ASP應用程序,當需訪問數據庫時向數據庫服務器發出請求,產生HTML文檔,最后回應客戶端的請求,ASP的組件都運行在該服務器上,系統所有的功能界面及人機交互的接口也都在該層實現。應用層的功能設計主要體現在三個方面:一是與客戶端相連接;二是作為瀏覽服務器,直接處理客戶端的請求,對于不需要訪問數據庫的請求,服務器直接對其進行處理,將處理結果回應給客戶端;三是作為應用服務器,在客戶端與數據庫之間傳輸數據信息。應用層是實現用戶與系統的人機交互界面,是用戶進行實際操作的模塊。
1.2系統的功能模塊系統采用模塊化的思想劃分了4個模塊:用戶管理模塊、產品信息管理模塊、流程管理模塊和打印管理模塊,如圖4所示。用戶管理模塊實現了對系統用戶不同角色的權限管理,系統根據不同角色對應的不同代碼,賦予其對應的操作權限;產品信息管理模塊主要包括對于產品結構樹(產品、部件和零件)的維護,并根據零件特征為每種零件自動生成特征編碼,從而為工藝生成奠定基礎;通過產品結構樹,產品維護人員可以查看零部件的詳細信息以及加工圖紙,工藝人員可查看零件信息和零件的加工工藝;流程管理模塊是CAPP系統的核心模塊,主要包括工藝設計、工藝審核、工藝標準化、會簽和自動歸檔,而工藝設計模塊又包括工藝查詢、工藝制定和工藝修改。
2CAPP系統的設計與實現
2.1數據庫設計CAPP系統涉及的工程數據不僅數量大,而且內容廣泛,既有工裝、材料、工藝圖表、線圖等類型的大量靜態數據,也有設計過程中生成的動態數據,所以建立功能完善的數據庫是系統生成可靠工藝規程的重要依持。本系統數據庫采用關系型數據模型,設計了各表的數據類型、約束條件、主外鍵等,便于對各數據表的統一引用,保證了數據的完整性、安全性等要求。本系統數據庫中的數據表有:產品表、部件表、零件表、工藝表、工序知識表、機床知識表、量具知識表、材料知識表、刀具知識表等;另外系統還需要一些表做支撐,包括:人員表、角色表、人員角色關系表、軸類零件編碼表、軸類零件編碼規則表、工藝流程表等。數據表之間相聯系,又可生成關系表,具體數據表及其關系如圖5所示。
2.2系統實現在CAPP系統的4大功能模塊中,流程管理模塊是系統實現功能的核心部分,而其中的工藝設計模塊又是流程管理模塊的核心。工藝人員制訂工藝有兩種方法。方法一:查詢典型工藝,通過修改生成零件新工藝;方法二:根據零件特征產生特征編碼,并建立特征矩陣,由專家系統根據知識庫和資源庫信息,智能化生成零件新工藝,如圖6所示。工藝完成后,就進入工藝流程管理模塊,完成對工藝的審核、標準化、會簽和自動歸檔,管理人員可以隨時查詢系統內部已提交、未完成或已完成的工藝信息情況。其中會簽界面如圖7所示。工作人員可以利用系統提供的流程定制工具,在工藝制定之初,根據企業實際情況設置適合企業的工藝設計與管理流程。
3結語
1帶式輸送機設計依據
在已經確定使用帶式輸送機進行輸送松散物料后,應考慮如何設計出經濟合理的帶式輸送機系統。首先應充分考慮設備要求,這也是設計的主要依據。(1)設置科學合理的運輸量。在料流均勻輸送時可以直接給出運輸量,但是在料流出現不均勻時,可以通過給出料流量的統計數據,依據經濟分析決定是否需要增設料倉,不能夠想僅僅憑借增大帶式運輸機的設計運輸量來滿足在不均勻料流時的最大運輸量。(2)了解輸送機線路的詳盡尺寸。這其中包含了最大的長度、傾斜角度和提升的高度等,直線段與曲線段的尺寸以及直線與曲線之間的連接尺寸等。(3)了解物料的性質。這其中包括了物料的濕度、磨損性與摩擦系數、粘結性等,物料的粒度和最大塊度情況,以及物料的松散密度。(4)知曉工作條件與工作環境。了解工作場地是在室內還是露天,了解工作場地的環保要求和環境濕度,以及在工作場地是否需要移動與固定和伸縮等。(5)需要了解在工作區域內是怎樣進行給料與卸料的。給料與卸料方式的不同也會影響到帶式輸送機的工藝設計要求的。(6)詳細了解工作的制度。需要考慮到場地的每天工作時間,以及每年的工作天數,還需要充分考慮到帶式輸送機的工作年限等。(7)重視了解設備設計要求。根據設備使用條件和工作場地的環境狀況在進行設計的過程中,需要了解到輸送帶的安全系數、輸送帶與滾筒的摩擦系數以及輸送帶的最大撓度要求和運行阻力系數等。
2帶式輸送機系統設計
在進行帶式輸送機設計時,常常會根據生產工藝來確定輸送帶的布置方式。與此同時,需要充分考慮到以下幾個問題。首先是需要設計出合理的轉載方式,依據轉載方式的不同,再對給料裝置與卸料裝置提出相應的設計要求。其次是考慮到輸送機線路上各個輸送機之間的關系。啟動設備時的順序是先驅動受料的設備,停止的順序是先停給料的。在各個輸送機的參數發生變化時,可以根據上述關系給出相應的停車時間與啟動時間。再次在出現不能夠滿足上述的停車時間與啟動時間,則需要考慮在各個輸送機之間設置緩沖倉,以此來提高設備的使用性能,提高設備運轉速率。再次需要考慮到在工作現場的環保問題,在出現粉塵大的情況需要適時考慮是否需要密封輸送或是增加必要的除塵設備。最后是需要考慮到優先選用長距離、運輸量大的運輸機。當然還需要考慮采用標準化和通用化的零部件,這樣在設備發生故障時可以進行及時替換,保證線路運轉的質量。
3帶式輸送機在工藝設計中應注意的問題
3.1膠帶的撕裂
依據現場的調查發現,膠帶存在著各種不同形式的損壞。如在局部地方出現磨透的現象,在側邊和連接處出現損傷,膠帶的表皮出現剝落,縱方向上出現撕裂等。這其中膠帶縱方向上的撕裂主要是出現在運轉站內,這是因為運轉站內的等待運輸的物料中常常會摻雜著大塊的鋼材或是木料,它們之間會出現碰撞,從而將會將膠帶刺穿或是將溜槽堵住引起膠帶撕裂。
3.2輸送帶跑偏
在處于正常運轉狀態下,帶式輸送機的膠帶與輸送機的縱向中心線應該是相互重合的,托輥旋轉時產生的圓周力的方向應該與膠帶的速度方向一致,在方向不一致的情況下,輸送帶就會在托輥滾筒上跑偏,膠帶的跑偏則會嚴重損壞膠帶,使之大大縮短使用壽命,同時還會出現撒料的現象,造成損失。膠帶跑偏的原因眾多,如膠帶自身的質量問題就會影響到跑偏的程度。膠帶彎曲或是接頭處彎曲,膠帶切口不正,使得膠帶受拉力不均勻,在設備運轉過程中就會出現跑偏現象。
4帶式輸送機在工藝設計中出現的問題解決方法
4.1預防膠帶撕裂
為了解決上述中出現的各種膠帶撕裂原因,在工藝設計中提出了幾種解決方案。(1)在輸送各種物料的過程中,盡量減少大塊物料的夾雜。(2)需要在輸送的開始部位增設電磁分離器,主要是在初始部位就清除干凈在非磁性物料中的含有鐵的物件。(3)為了緩解物料給輸送帶帶來的沖擊,可以在膠帶輸送機接受物料的地方設計并安裝緩沖托輥。(4)需要對給料裝置進行合理設置。這其中包括以下幾個方面。首先是選用篩式溜槽,篩式溜槽是工藝設計中最常用的給料設置。這種給料裝置能夠先將需要輸送的物料中的細小顆粒篩選在輸送帶上,這樣可以為后面落下的大塊物料起到很好的緩沖作用,是非常好的墊底層,這樣可以減小物料對膠帶的沖擊力量,大大延長膠帶的使用壽命。這種裝置的結構相對簡單,是在溜槽的兩個側板處安裝上金屬擋板,從而出現給料死角。在實際運轉過程中根據輸送物料的特性選用與之相對應的給料裝置,可以減少物料對膠帶的沖擊、損壞,提高使用壽命。最后,給料溜槽的基本結構設計要十分有利于大塊物料的通過,從而能夠防止溜槽發生堵塞。所以,給料溜槽排料口尺寸應該是輸送物料最大粒度的2.5—3倍。給料溜槽的槽底角度應大于輸送物料磨擦角的8°—10°[1]。第五,需要選用科學合理的膠帶縱向撕裂裝置。
4.2處理輸送帶跑偏
4.2.1膠帶跑偏程度直接取決于膠帶質量
膠帶本身出現不直彎曲或是膠帶接頭處不直,釘歪了皮帶扣,膠帶的切口不正,切口與帶寬不呈現直角,會使得膠帶所受的拉力不均。在設備運轉過程中,當膠帶的接頭處運轉到這里時,就會發生跑偏現象。所以,必須將膠帶切正,在確定接頭處的上下膠帶在膠帶的縱方向上的中心線上相互重合后,才可以開始釘上扣或者硫化接頭。
4.2.2保證滾筒軸線與膠帶輸送機縱向中心線保持垂直
帶式輸送機在運轉工作之前是需要在工作場地現場進行多部件安裝的設備。在現場進行安裝時需要首先明確以膠帶輸送機縱方向的中心線作為安裝的基準線,需要保證滾筒軸線與基準線保持垂直,不然的話,膠帶在滾筒上會出現跑偏,在發生跑偏后,膠帶在向滾筒的哪邊偏離,就需要及時收緊哪邊的軸承座,從而可以使得膠帶跑偏的一邊拉力增大,膠帶會朝著拉力較小的方向偏移。如果是在中間段發生偏移,在有載分支上應該調節上托輥,在膠帶跑偏一側,將這段中的托輥組支架沿著膠帶運轉的方向向前移動,另一側的托輥組支架則是沿著膠帶逆行方向向后移動。
4.2.3安置必要的彈簧清掃器和空段清掃器
在輸送機運轉工作過程中,在滾筒表面常常會貼結物料,使得在滾筒上出現圓錐面,膠帶出現跑偏。因此,在進行輸送機工藝設計時,需要考慮到在頭輪部分安置彈簧清掃器。在尾輪前大約0.8-1.0米的中心線處安置空段清掃器,使得膠帶的內表面與工作面保持長久的清潔,不使滾筒上出現圓錐面,從而造成膠帶跑偏現象。
4.2.4注重物料均勻地分布
在輸送物料的工作現場常常會出現膠帶上只要一加上負載物料,就會出現跑偏的現象。這種情況主要是因為物料的受料點不在膠帶的中間部位,因此必須對受料口處的擋板進行必要的位置調節與結構改進,使得物料能夠均勻地分布在膠帶的中心位置,物料的流向定向,減少膠帶跑偏的機會。
4.2.5設置合理的托輥數量與間距
選擇使用調心托輥來調節膠帶跑偏這是在輸送機設計中為了防止與預防膠帶跑偏現象常用的手段,但是往往收效甚微。這主要的原因是托輥在安裝過程中無法保證其高度的一致,在高度上會出現不均勻的現象,膠帶就會出現不能夠與托輥接觸的地方。依據在現場的調查來看,一條皮帶系統中有將近三層的托輥是處于不轉動的狀態,在膠帶與托輥之間附著力不夠,導致膠帶打滑。所以,需要變量地加大托輥之間的間距,托輥之間的間距依據從尾部開始遞增的原則從受料處往驅動裝置處增加。這樣的方式不僅可以減少25%左右的托輥,而且可以使得輸送機輸送膠帶更加穩定,增加膠帶與托輥之間的附著力,從而減少膠帶的磨損,增加使用壽命。
4.2.6設置跑偏開關
在輸送機的輸送帶較長的情況下,可以在50米左右處設置跑偏開關。設置跑偏開關的位置是在機架的兩側而且需要靠近膠帶的地方。在膠帶出現跑偏的時候,托輥繞軸運動,在到達極限位置處,轉軸會帶動跑偏開關,從而出現警報,使得輸送機停止轉動,從而避免出現跑偏。
5結束語
大廳工藝設計,應根據調度人員對線路監控的需求、調度運營管理對附屬的需求、運營維護人員對設備工藝的需求等幾個方面考慮[2]。1)確定調度大廳方案和面積。大廳需考慮是按線網所有線路共享綜合設計,還是根據線網建設時序或者區域分別設置。應根據大廳需容納線路的數量、線路(專業)大屏幕設置方案、調度臺數量及布置方案、打印機(臺)設置方案來確定大廳方案和面積。2)確定調度大廳內工藝線槽方案。大廳內專業眾多、線槽錯綜復雜,并且由于各線路進入大廳內的時序間隔均不同,為減少線槽交叉、避免后期施工對前期線路管線的影響,需考慮大廳靜電地板設置、線槽布置走向和布置位置等。3)確定調度大廳大屏幕設置方案。大廳內的大屏幕顯示系統需考慮是按線路獨立設置、按專業精細設置,還是按照動態顯示整體考慮等。4)確定調度員操作臺方案。每個城市根據實際的運營和調度需求,對中心調度員類別、調度員數量、調度員輪班制度和調度員職責均有不同的需求和配置。調度臺的設置數量、長度等均需與之相應配置。5)確定調度大廳內設備配電方案。大廳內除了設置大屏幕、打印機之外,系統在調度臺上設置操作工作站、電話和監視器等設備。這些設備應提供不間斷UPS電源。6)調度大廳配套設備。大廳作為所有調度人員值班的場所,應提供良好的配套附屬設施,如交接班室、休息室和茶水間等。
2調度大廳及附屬配套工藝設計方案
2.1調度大廳形式方案目前,大廳一般設置有弧形、圓形和直線形幾類(見圖1、2),弧形和圓形在本質上屬于一類。由于弧形布置滿足調度員的視角需求、且布置合理,因此使用更廣泛。
2.2調度大廳尺寸考慮因素大廳尺寸主要需考慮大屏幕系統方案,大屏幕后維修空間、大屏幕后是否需設置設備機柜、調度臺數量和調度員視角等。下面舉例介紹計算方法。1)單條線路調度大廳深度。設備機柜深度800mm,柜前需留有機柜操作距離,同時作為大屏幕后維修的檢修通道,最小為1200mm[5],大屏幕箱本身深度750mm,第一排調度臺距大屏幕最小3500mm,兩排調度臺之間需3000mm,最后一排調度臺調度員的工作和操作空間為2450mm,合計為2750+3500+3000+2450=11700mm。2)單條線路調度大廳寬度。單條線路大廳的寬度主要取決于大屏幕系統的寬度和調度臺的寬度,應以其中占地面積大的為計算參數。目前,根據國內城市軌道交通的經驗即滿足調度員能全面監視大屏幕所顯示全部內容時,大屏幕寬度應大于調度臺寬度,下面以大屏幕寬度計算單線路大廳占用寬度。大屏幕以目前國內城市軌道交通應用最廣泛的70英寸為例計算,70英寸大屏幕本身尺寸為1550mm×892mm(寬×高)。大屏幕數量分別有布置4列、5列直至最大13列,大屏幕兩側還應設置進入后側的檢修門。以兩側各為1500mm計算。最大寬度為1550×13+1500+1500=23150mm。3)調度大廳高度。大廳高度主要的考慮因素為大屏幕靜電地板高度、大屏幕基礎支架高度、大屏幕高度和行數、裝修需求、吊頂內管線需求等。靜電地板高度為300~450mm,大屏幕基礎支架高度為1500mm,大屏幕高度(3行)為3×892=2676mm、裝修需求1000m,吊頂內管線需求1000mm。基本高度需求為450+1500+2676+1000+1000=6626mm。即單條線路大廳所需占用面積大約為11.7×23.15=270.855m2。在設計過程中,每條線路占調度大廳的面積需考慮在300~350m2,整個大廳的面積在此基礎上考慮適當預留。
2.3調度大廳大屏幕系統設置方案大屏幕設置方案包括大屏幕系統設置方案(見圖4)、大屏幕尺寸方案、大屏幕顯示方案及大屏幕數組方案。
2.3.1大屏幕系統設置方案方案1:按線路設置。按線路進行區域劃分設置,每條線路一個獨立的區域,在區域內可完成本線路各系統中心的運營調度功能。香港的青衣控制中心、維也納地鐵控制中心、北京軌道交通小營控制中心及重慶、長春、南京、深圳等城市的軌道交通控制中心都采用了該方案。方案2:按功能設置。根據運營管理的需要將指揮調度大廳劃分為行車調度、運營管理、設備管理及防災、電力調度等不同的功能區域,實現對線網各線路的運營管理控制。紐約、馬德里軌道交通控制中心采用此方案。方案3:按線路動態設置。為了能更好地利用大屏幕顯示系統,將大屏幕顯示系統按照線路的車站數量進行動態分配。
2.3.2大屏幕尺寸方案目前使用的大屏幕顯示屏尺寸和分辨率如表1所示。各城市主流采用70英寸方案,各城市可按實際需求和方案調整配置。
2.3.3大屏幕顯示方案大屏幕顯示系統可集中展示各系統的應用,如可顯示信號系統運行圖、視頻監控圖像、變電所一次和二次系統圖、AFC客流等。
2.3.4大屏幕數組方案所謂的大屏幕數組,即大屏幕顯示屏的數量(行×列)方案及角度方案。1)大屏幕數組方案。方案1:不管線路規模和車站數量不同,所有的線路均采用同樣大屏幕數組方案,如所有線路均采用3行×7列大屏幕顯示屏。方案2:根據線路規模和車站數量不同,不同的線路采用的大屏幕數組不一致。2)大屏幕角度方案。不管調度大廳為何形式,大屏幕系統角度可采用直線形、1度角和2度角等各種不同的方案。在實際設計中應結合調度大廳形式和操作員視角具體分析。
2.4調度臺設置內容
2.4.1調度臺設置方案調度臺設置方案如圖5所示。方案1:按照不同的調度類別設置不同的調度臺。方案2:根據不同的專業調度設置不同的調度臺。方案3:在設置調度臺的基礎上,增加一排打印機臺。上述3種方案各有異同,在設計中應根據該城市的運營實際需求確定。
2.4.2調度臺尺寸方案調度臺內和調度臺上主要放置各系統調度員工作站主機、顯示器、監視器、電話、廣播控制盒等設備。調度臺高度一般以人體工程學中利于調度員操作和使用為準,再考慮各系統主機在調度臺內臥式或者立式擺放的需求而定,可選擇750~800mm。調度臺的深度主要考慮各系統的主機擺放要求、散熱需求、強弱線槽布置和維修空間等方面,可選擇1000~1200mm。調度臺的寬度主要考慮上面擺放的顯示器、監視器、電話、廣播控制盒的數量和尺寸,并以擺放位置和間距不能影響操作員視線為準。目前,軌道交通中心各系統顯示器(監視器)采用21或22英寸,本身尺寸寬度為500~520mm。行車調度臺一般設置16~20套顯示器,電環調6~8套,總調和維調數量更少。各調度臺推薦尺寸如表2所示。
2.5調度大廳電源設置方案大廳主要由各系統的操作終端、各類調度電話、大屏幕等組成,為滿足調度員7×24h不間斷使用,其電源方案可采用以下2種方案。方案1:調度大廳各系統自行供電。即由各線路中心的電源室給各自調度大廳的操作終端設備進行供電。該方案的優點是能使各系統設備機房的電源與調度大廳的電源保持一致,設備機房、調度大廳保證能同時有電或沒有電,減少調度大廳各線路的強電管線的數量。缺點是增加了從設備機房至調度大廳的供電管線。方案2:調度大廳各系統統一供電。即各線路調度大廳內的操作終端等設備由統一設置的電源系統進行供電。該方案的優點是節省投資,統一建設、統一規劃、統一實施,減少對調度大廳的多次施工。缺點是系統設備機房內的設備已失電,調度大廳的操作終端還處于正常工作狀態,操作人員不能判斷是什么原因操作不能進行。
2.6控制中心調度員設置方案
2.6.1調度員類別方案調度大廳內有各線路調度人員,對線路系統進行監控。目前,國內各城市根據不同的運營模式和運營主體,設置有不同的調度員類別,如行調、電環調等。
2.6.2調度員席位運營部門根據本公司規章制度,制定調度員操作流程,會出現不同的調度員席位,如行調臺設置1位行調值班員,1位行調值班站長等。
2.6.3調度員輪班制度運營部門根據本公司人員管理制度、不同的人員編制和規章制度,制定調度員輪班制度,如三班兩倒制或者四班三倒制等。
2.7調度大廳工藝管線綜合布置由于調度大廳設備眾多、幾乎軌道交通所有系統專業均需有線纜進入調度大廳,并且線纜數量、線纜類型、電壓等級均不相同,所以調度大廳內應統一考慮所有線纜的進出路徑、強弱電線纜的隔離、施工時序的不同等因素,進行綜合設計。
2.7.1統一確定整個控制中心大樓線纜路徑和數量根據整個控制中心大樓線路設備用房、各中心(如清分中心、應急指揮中心等)的布置,首先理清所有需進入或者通過調度大廳的線纜種類和數量及垂直方向的工藝路由。圖6為北京市小營二期工程控制中心西主樓工藝路由示意。
2.7.2確定進入調度大廳線纜路由和方案根據確定的整個控制中心大樓線纜路由,進一步考慮如何進入調度大廳內方案和調度大廳內線槽的路由布置。方案1:線纜通過調度大廳下專門設置的電纜夾層進入調度大廳。由于需進入調度大廳的線纜數量眾多,其中不乏光纖光纜,各類線纜均有嚴格的施工標準和線纜折彎半徑等要求。為滿足工程施工和各類線纜互不影響的需求,可采取在調度大廳下專門設置電纜夾層,所有強弱電線槽和線纜均在此夾層內有序布置,所有線路和系統的線纜均通過電纜夾層直接引至調度大廳內各線路區域,再通過孔洞直接進入調度大廳內。方案2:線纜直接進入調度大廳。所有線纜均按照需求直接進入調度大廳靜電地板內。由于數量眾多和工程需求,可能需大大抬高調度大廳內靜電地板高度,才能滿足現場需求。方案1布置合理,在后續線路或者系統施工時,完全不影響已經設置好的系統,而且調度大廳內靜電地板下布置簡單合理。方案2會導致調度大廳內線槽眾多,各種管線交叉。
2.7.3設置調度大廳內靜電地板線纜路由根據大廳內大屏幕布置、調度臺布置的相應位置,選擇合適的強弱電線槽路徑分開設置,做到互不干擾、互不影響。
2.8調度大廳附屬配套設置大廳旁根據調度人員數量和值班制度,需設置交接班室、休息室和茶水間,面積和數量配置原則如下。
2.8.1交接班室交接班室數量應考慮是否有不同的運營主體、調度大廳的主通道(門)數量和布置,一般在主通道門附近均需設置。面積以同時交接班室所有調度員數量配置,推薦尺寸為30m2,按需配置數量,應男女分別設置。
2.8.2休息室由于大廳內需7×24h不間斷值班和監控,為保證整個調度工作的安全和調度員良好的休息,應在大廳附近設置值班室,為下一班值班調度人員提供休息場所。休息室類別應考慮是否有不同的運營主體,按調度員性別分別設置;數量應滿足1班調度員人員使用。休息室推薦尺寸為15m2,兩人一間,數量按需配置,應男女分別設置,按不同的運營主體有所隔離。
2.8.3茶水間由于大廳內調度臺上全部為電子設備,為保證正常運行,一般不允許在調度臺上放置水杯、電源插座等,且調度員一日三餐均需安排地方,因此應在大廳附近設置茶水間。
3結語